2012

Fremtidens sensormaterialer

DELTA opbygger en platform for udvikling og brug af nye sensormaterialer og optisk baserede sensormetoder. Non-invasive sensorer formindsker risikoen for kontaminering i forbindelse med for eksempel engangsbioreaktorer til udvikling og fremstilling af medicin og levnedsmidler. Projektet fører til udvikling af servicetilbud i form af rådgivning om sensormaterialer og optiske sensormetoder, om coatning af sensormaterialer på polymeroverflader og om karakterisering og validering af materialerne.

Ny viden og serviceydelser

DELTA opbygger i samarbejde med partnere en viden om sensorteknologi, der udgør en platform for nye sensormaterialer til SMV’er. Brug af teknologierne, der blandt andet kan anvendes i bioreaktorer i den farmaceutiske industri, forudsætter en videnopbygning:

  • Afklaring af industriens behov for sensorteknologi og undersøgelse af eksisterende teknologier.
  • Videnopbygning inden for sensormaterialer til primære parametre i cellekulturer (ilt og pH), inden for sensormaterialer til sekundære parametre (glukose og CO2) og vedrørende målemetoder til oprensningsprocesser (protein og turbiditet).
  • Udvikling af viden om coatningmetoder for sensormaterialer ved mikro- og nanostrukturer i polymermaterialer, om kompakte LED baserede sensorsystemer optimeret til sensormaterialer og om nye måleteknologier til non-invasiv monitorering af cellekulturer.

DELTA vil desuden etablere et samarbejde omkring udvikling og kommercialisering af nye sensormaterialer og kompakte optisk baserede sensorer gennem etablering af en række serviceydelser:

  • Rådgivning om valg og anvendelse af sensormaterialer og optiske sensormetoder.
  • Gennemførelse af feasibility studier vedrørende sensormaterialer til nye måleparametre.
  • Rådgivning om coatning af sensormaterialer på polymeroverflader.
  • Rådgivning om krav til sensormaterialer – karakterisering og validering.
  • Design og udvikling af prototypesensorer og OEM sensormoduler.
  • Gennemførelse af demonstrationsprojekter med de udviklede sensormaterialer.

Centrale aktiviteter

DELTA håber at kunne etablere en universitets-GTS samarbejdsplatform med f.eks. KU Kemi indenfor fremtidens sensormaterialer, inspireret af successen med Center for integrerede Point-of-Care teknologier i form og opbygning. Denne samarbejdsplatform vil indeholde:

  • Videnhjemtagningsaktiviteter: Eksisterede og fremtidige behov fra primære anvendelser i biotekindustrien og fra andre brancher for eksempel sundhed, miljø og transport; eksisterede sensormaterialers egenskaber via internationale forskningsaktiviteter; og målemetoder, sensorsystemer og nye nøglekomponenter (LEDs etc.).
  • Opbygning af kompetencer: Forbedrede og nye sensormaterialer i samarbejde med ledende universiteter (KU, DTU og Dublin City University); etablering af samarbejdsplatform med Kemisk Institut, KU om udvikling af sensormaterialer; design af sensorsystemer optimeret til sensormaterialer og applikationer; anvendelse af sensorsystemer i samarbejde med ledende internationale aktører og danske virksomheder. (Sartorius, TAP Biosystems, ThermoFisher, CMC Biologics, Cercell etc.).
  • Videnspredning: Workshops og temadage; samarbejde med virksomheder om udnyttelse af teknologien i nye produkter; samarbejde med virksomheder om applikationer; udnyttelse af sensormaterialer og sensormoduler; udgivelse af publikationer og test kits.

Rationale for indsatsen

Industrien er stærkt på vej til at erstatte konventionelle bioreaktorer i rustfri stål med engangsreaktorer i plast. Derved kan spares meget tid samt energi til sterilisering og risikoen for kontaminering kan stort set elimineres. Non-invasive sensorer er med til yderligere at minimere risikoen for kontaminering af engangsbioreaktorernen, der typisk anvendes til biofermentering i forbindelse med udvikling og fremstilling af medicin og levnedsmidler. Målinger med disse non-invasive sensorer baseres ofte på optiske målemetoder.

Optiske iltsensorer har i nogle år været anvendt, hvorimod sensorer til måling af andre vigtige procesparametre endnu ikke er tilstrækkeligt gode til at erstatte konventionelle sensorer. En optiske iltsensor er typisk baseret på en aftastning af et iltfølsomt fluorescerende sensormateriale, der er placeret på indersiden af plast bioreaktoren.

De kritiske parametre for monitering af bioprocesser er ilt og pH. pH sensormaterialer er imidlertid ikke tilstrækkeligt udviklede med hensyn til stabilitet og måleområde, til at de i praksis kan anvendes. Derudover er der i industrien et stort behov for at få udviklet sensormaterialer og metoder til måling af andre nøgleparametre, f.eks. CO2 og glukose. Udbredelsen af teknologien vil tillige forudsætte udvikling af kompakte prisbillige sensorsystemer. Denne viden om nye sensormaterialer og udvikling heraf er kostbart og stort set umuligt for SMV’er selv at forestå.

I dansk erhvervsliv er der en stærk international konkurrencedygtig værdikæde indenfor såvel pharma- som levnedsmiddelproduktion. Disse virksomheder vil, enten som producenter af pharma og levnedsmidler eller producenter af udstyr til disse sektorer, få direkte gavn af viden, teknologier og serviceydelser, der optræder som et resultat af aktiviteterne. Dertil vil de associerede aktører i samme værdikæde, anvende eller blive påvirket af denne teknologiudvikling – for eksempel som underleverandører på udvikling af stoffer, som udviklere af biokulturer eller som leverandører af services indenfor blandt andet kemometri.

Projektet tager udgangspunkt i resultaterne fra QbD innovationskonsortiet, hvor et indledende men meget lovende samarbejde med KU er etableret. Forskningsaktiviteter ved KU har inden for de sidste år resulteret nye farvestoffer, der er førende internationalt. Disse vil kunne danne grundlaget for epokegørende nye sensormaterialer og heraf en ny samarbejdsplatform imellem universitetet og GTS. Desuden tager aktiviteten udgangspunkt i resultater fra EU forskningsprojektet MAST.

Mulige samarbejdspartnere

DELTA ønsker at etablere en samarbejdsplatform med følgende centrale universitetspartnere: KU Kemi, DTU Nanotech, Dublin City University – samt udbygge herfra især de internationale relationer inden for nye sensormaterialer. Det er afgørende for videnoverførslen, at virksomhederne aktivt deltager i formgivningen, hvorfor virksomheder med aktiviteterne herinde for inddrages, f.eks. CMC Biologics, Cercel, ThermoFisher, Unomedical, Sartorius Stedim, Tap Biosystems, Novo Nordisk og NNE Pharmaplan.

 

Kommentarer (9)

Kommentarvisning

Vælg din foretrukne kommentarvisning og klik på "Gem indstillinger" for at aktivere dit valg.

Disposable sensormaterials

Af JFGramCMC (CMC Biologics A/S)

Det er særdeles vigtigt for de danske bioteknologiske industrie; især Biopharma, men også industriel og fødevare bioteknologi, at der opretholdes et stærkt lokalt bidrag til udviklingen af engangs sensor materialer, der kan integreres i de stadig mere brugte engangs bioreaktorer og andet engangs process udstyr.

Denne "revolution" i proces teknologien, som disse industrier anvender, må forventes at have stor positiv inflydelse på patient og forbruger sikkerhed samt på disse industriers indvirken på miljø og klima. Mangel på måleteknikker, der kan integreres i 100 % engangs løsninger for alle procestrin kan hæmme disse ellers særdeles positive udviklinger.

Svar til Jens Gram

Af Ole Andersen (DELTA)

Jens Gram

Tak for din kommentar. Jeg er helt enig i, at et vigtigt element i projektet er at sikre en lokal viden i forbindelse med skiftet i proces teknologi.

Jeg vil tillade mig at kontakte dig i den kommende tid i forbindelse med bearbejdningen af planerne for aktivitetsområdet.

Ole Andersen

Ny sensor materialer

Af bwl@nano.ku.dk (Københavns Universitet, Kemi)

Vi beskæftiger os i høj grad med design og syntese af nye smarte sensor molekyler/materialer. I særdeleshed med fokus på fluorescerende molekyler og materialer som giver mulighed for meget stor målefølsomhed. Vores interesse er primært udvikling af nye sensor principper på det molekylære niveau og proof-of-concept via syntese af nye systemer. Det foreslåede projekt er derfor meget interessant for os da det vil kunne give mulighed for en frugtbar kontakt mellem vores grundforskning og praktiske/teknonogiske anvendelser af fluorescens baserede sensorer.

Nye materialer

Af Ole Andersen (DELTA)

Tak for din kommentar, der fokuserer på et betydningsfuldt element i vores planer. Det er meget vigtigt for os at engagere os i samarbejder, hvor vi får mulighed for at designe sensorsystemer, der er optimeret til nye sensormaterialer og til industriens behov. I den forbindelse er det vigtigt med nye materialer, der tilbyder en høj målefølsomhed i et stort parameterinterval, samtidig med at materialerne udviser en betydelig stabilitet. Et samarbejde om udvikling af nye sensormaterialer til primære og sekundære måleparametre vil derfor være nærliggende.

Ole Andersen

single-use bioreactorer og sensorer sammen

Af Per Stobbe (CerCell)

CerCell har udviklet og tidligere her år 2012 startet med at producerer Single-Use-Bioreactorer (SUB) for enkel erstatning af de traditionelle glas/stål bioreactorer koblet på bench-top Process-Control-Systems (PCS). Markedet for up-stream udstyr i Danmark er alt for lille til at understøtte CerCell. Af PCS står der 25.000 Biostat anlæg globalt plus samme antal fra en række andre globale OEM producenter. En typisk SUB har en tiltænkt levetid på mindre end 2 uger. Hermed er markedet for velfungerende SUBs interessant. Slutbrugeren vil se med stor interesse på at SUB leveres integreret med Single-Use-Sensorer (pH og DO SUS) der enkelt kan tilkobles de eksisterende PCS. Kombinationen af SUB og SUS er hermed en yderst relevant export artikel.

Single-Use-Biosensorer

Af Ole Andersen (DELTA)

Per Stobbe

Tak for din kommentar. Jeg er overbevist om, du har ret i, at når man kan kombinere Single-Use-Bioreaktorer med Single-Use-Sensorer målrettet til den type procesovervågning, som en gruppe slutbrugere har behov for, så vil markedets interesse være betydelig. Kombinationen vil betyde en yderligere besparelse for slutbrugeren i form af reduceret omstillingstid og ressourceforbrug til sterilisering, samt en reduceret risiko for kontaminering. Udviklingen af de nødvendige sensorer vil i vid udstrækning være afhængig af tilgængeligheden af nye sensormaterialer, målemetoder og coatningsteknikker.

Ole Andersen

optisk pH sensor

Af tech2ART (tech2ART ApS )

tech2ART udvikler teknologier til IVF og ESC branchen hvor
pH er en af ​​de mest kritiske parametre i forbindelse med cellekultur.En typisk kontrol af mediets pH ved konventionelle pH-måleteknologier er for besværligt og tidskrævende når der er behov for regelmæssige målinger.
Dette projekt er derfor meget interessant for os da det vil kunne være med til at skabe nye pH-måleteknologier eller forbedre de eksisterende.

Optisk baserede pH målinger

Af Ole Andersen (DELTA)

Tak for din kommentar. Der foregår en stor indsats for at forbedre non-invasive, online pH målinger, og der er stadig et stykke vej til systemer, der opfylder behovene for et bredt udsnit af slutbrugere. Det er nødvendigt at udvide det tilgængelige måleområde, forbedre sensorprocessernes målenøjagtighed, samt at opnå en tilstrækkelig stabilitet af de benyttede materialer under lagerforhold, ved brug, samt under sterilisering.

Ole Andersen

Single use senorer

Af AFM (CMC Biologics)

Efter at have arbejdet "hands on" i biotek industrien i 15 år har jeg været vidne til den store ændring der nu er ved at ske inden for denne sektor. Single-use er og bliver fremtiden. Den eneste måde Single-use teknologien kan blive fuldt integreret på er ved at den bliver nem og sikker at bruge, i højere grad end den er i dag. En af måderne hvor på dette kan opnås er ved at integrere sensorer i udstyret.
En "plug'n play" løsning er det ultimative scenarie. Selv er jeg involveret i upstream inden for cell culture, og her er der mange muligheder for, at introducere single-use sensorer og forbedre de eksisterende.
Specielt de eksisterende pH sensorer skal forbedres og her er markedet stort og givtigt. Her efter ville muligheden for UV-sensorer til downstream (eks i forbindelse med single-use chromatography systemer) være et meget stort marked.
Som kunde og bruger ved jeg at markedet hungrer efter løsninger som disse.

Arvid Martin

Log ind for at kommentere

Send denne side til en ven

Tidligere år

Se hvilke aktiviteter, der blev sat i gang i perioden 2009-2012